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El sistema está basado en la tecnología LiDAR

Los móviles podrán tomar imágenes 3D de alta resolución

Aunque la toma de imágenes tridimensionales es una tecnología que existe desde hace tiempo, la complejidad de la misma (por grande y cara) no permitía hasta ahora implementarla en dispositivos de consumo como los móviles. El Instituto Tecnológico de California (Caltech) ha estado trabajando en ese sentido y acaba de dar a conocer un nuevo sistema que permitiría fabricar cámaras baratas de alta resolución, para obtener copias tridimensionales exactas de objetos desde, por ejemplo, un móvil. Desde ahí se podrían enviar directamente a una impresora 3D para fabricar copias del modelo.

El imparable auge de la impresión 3D, también dentro del ámbito doméstico, requiere de la previa obtención de imágenes precisas con las que trabajar en la creación de ficheros 3D imprimibles. Desarrollado en el laboratorio del profesor Ali Hajimiri por Thomas G. Myers, el dispositivo se basa en un sensor coherente nanofotónico (NCI) que emplea un chip de silicio de bajo coste con un tamaño menor a 1 mm², y con el que es posible obtener imágenes de alta precisión de casi cualquier objeto. Cada píxel procesado por el NCI contiene información tanto de distancia como de intensidad, mientras que los píxeles de las cámaras normales sólo aportan información sobre la intensidad de la luz.

El NCI se basa en la tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging), que emplea un emisor láser para determinar la distancia hasta un punto. Así, un haz de luz láser recorre el objeto para determinar las variaciones de distancia generadas por su relieve. Por medio de una serie de pequeños LiDAR, el NCI puede generar la imagen tridimensional sin necesidad de movimientos mecánicos dentro del generador de imágenes. Según explica Hajimiri: “Cada píxel dentro del chip actúa como interferómetro de un instrumento independiente, que utiliza la interferencia de las ondas de luz para realizar mediciones precisa, detectando la fase y frecuencia de la señal, además de la intensidad“.

El NCI permite utilizar la coherencia de la luz para obtener imágenes realmente precisas de los objetos gracias a la información exacta del tamaño y la distancia del objeto a la cámara. La luz se convierte en una señal eléctrica que incluye toda la información de intensidad y distancia de cada píxel, para luego convertir el conjunto en una imagen tridimensional. Además de ser ultrapreciso, el sistema tiene un tamaño muy reducido, tanto que un conjunto de 16 LiDAR pueden llegar a ocupar un espacio de 300 micras cuadradas.

Aunque de momento el sistema sólo trabaja con 16 píxeles, los investigadores de este laboratorio han desarrollado también un sistema que permite obtener imágenes de objetos más grandes desde una sección de 4×4 píxeles en incrementos de 4 píxeles en las secciones siguientes. Asimismo, Hajimiri asegura que a futuro esta matriz de 16 píxeles se podrá escalar hasta un tamaño de cientos de miles de píxeles.

La tecnología NCI no sólo sería aplicable a los dispositivos móviles para la obtención de escaneados 3D gracias a sus reducidos tamaño y coste, también sería extremadamente útil dentro de los coches sin conductor, por ejemplo, para detectar con precisión los obstáculos de la carretera y evitar colisiones.

Imagen: Ali Hajimiri/Caltech (mapa tridimensional de los valles y colinas de una moneda de un centavo estadounidense).

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